현재 우리나라 이동통신 시장은 LTE 이후 LTE-A를 지나 5G로 변화하고 있는 상황에서 저전력으로 고용량 데이터를 전송을 위한 기술이 핵심이 되고 있다. 저전력 및 소형화 기술을 통하여 Small cell 시장이 급증하고 있으며, 기존의 기술로는 이러한 시장에 진입할 수 없으며 산업 경쟁력 확보가 어려운 상태이다. 본 연구에서는 기존 이동통신 시장에서 사용하고 있는 CFR 및 DPD 기술을 적용하여 RF 시스템에 고효율 AMP 특성을 제공하고, 분리 제작된 RF 부분을 하나의 통합된 모듈 형태로 제작하여 보다 소형화 할 수 있는 구현 방안에 대하여 검증을 목표로 하고 있다.
국가 재난 안전 통신망(재난망) 구축이 2020년까지 전국망 구축 완료를 목표로 하고 있다. 세계 최초로 우리나라는 LTE 전국망에 기반한 재난망 구축에 나서고 있으며, 현재 2개사의 이동통신 사업자가 선정되어 통신망 구축을 하고 있다. 본 연구는 PS-LTE 대역에서 사용할 수 있는 통합 모듈을 구현함으로써 성능 개선, 가격 경쟁력 제고, 제품 소형화, 운용 효과 개선 등의 효과를 목표로 연구하였다.
RF 시스템의 구성에는 전력 증폭부, 주파수 변환부, 이득 제어부, 저잡음 증폭부 등 각각의 부분별로 나누어 구성되어 있다. 이러한 부분들을 통합하여 하나의 모듈 형태로 구현함으로써, 소형화하고, 손쉽게 탈 부착이 가능한 구조로 설계하여 조립 및 교체를 쉽게 할 수 있도록 하였다.
CFR/DPD 기술이 적용된 RF 모듈은 Peak Power가 높은 OFDM 방식을 사용하는 이동통신에서 고효율의 Power Amp를 구현 방식으로 널리 사용되고 있다. 본 연구로 PS-LTE 10MHz 대역 신호의 출력 신호를 ACLR 50dBc 이상, EVM 5% 이하로 구현하였으며, CFR/DPD 기술을 적용하여 PAPR 값을 7.5dB로 낮췄으며, 20dB 이상의 IM을 제거하여 RF Module의 증폭부 선형 특성을 개선하였다. 저전력 및 소형화 기술은 전력 증폭기의 비선형 특성을 개선함으로써, 무선 통신 서비스의 성능 개선에 기여하고, 시스템 안정화를 가져올 수 있게 된다.